基于ARM的大功率激光器控制系统软件设计开题报告

 2021-08-08 14:19:00

1. 研究目的与意义

激光作为一门新颖的科学技术发展很快,迄今为止已渗透到几乎所有的自然科学领域,如激光测距、激光遥感、激光通信、激光制导、激光隐身、激光医学、激光育种等。在工业生产领域,激光加工作为一种特殊的加工手段,具有工艺集成性好、加工质量好、精度高、加工效率高、经济效益高等特点,目前己深入到了国民经济的各行各业,其中主要有激光切割、激光打孔、激光标记、激光焊接、激光表面处理、激光冲击成形、激光雕刻等方面,其中激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术,它占整个激光加工业的70%以上。激光切割与其他切割方法相比,最大区别是它具有高速、高精度和高适应性的特点。同时还具有割缝细、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声、切割过程容易实现自动化控制等优点。

我国的激光加工技术比较低端,与国外有着很大的差距。由于在硬件上面有技术上的差别,在短时间内较难突破。所以通过软件系统设计更方便准确的操作控制激光加工器的各项参数,来提高稳定性与准确性,达到改善加工技术的目的。

激光切割将向高度自动化、智能化方向发展。用arm处理器较好的控制其各项参数(电压、电流、气压、配比气体),及时反应故障,排除故障,是智能化的基础与尝试。之后可以利用cad/capp/cam与人工智能设计高度自动化的加工系统。国内的许多激光器由plc控制,其成本较高。使用arm嵌入式系统可以替代plc控制,降低成本,提高响应速度,而且可以通过网络进行监控。

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2. 国内外研究现状分析

国外的激光加工技术已经成型,在美国和欧洲,CO2激光器占的比例是70%-80%,主要用来切割与焊接。激光加工技术已经形成了一个新兴的高技术产业。其加工的精度高,产品质量可靠。这项技术的经济性和社会效益都很好,故具有很高的市场价值;早在20世纪的70-80年代,美国、德国及日本等国家已经在大量的激光切割工艺试验的基础上,总结激光切割工艺,建立工艺数据库,并着手研究搞性能的激光切割系统。90年代初国外推出了一些高性能的激光切割系统就具有加工参数自动设定的功能。大型数控激光切割系统的是由激光发生器、数控机床(含数控编程软件)、水冷机组、稳压电源、空气压缩机、冷干机以及除尘风机等设备组成,要想充分挖掘设备的使用潜力,就得从激光发生器、数控激光切割机床、相关辅助设备和激光切割加工工艺等方面全方位地分析和研究系统。

同国外的发展情况相比,我国的激光加工技术研究起步较晚,基础工业相对落后,工业生产自动化的程度不是很高。目前国内在激光器、机床、加工工艺等方面的研究相对比较分立。

3. 研究的基本内容与计划

1~3周(2月12日~3月5日)查阅相关资料,完成开题报告。熟悉c语言与嵌入式编程,了解arm9g45与windowsce. 并对激光加工技术有一个初步的认识。

4~7周(3月6日~4月2日)开始设计并编写触摸屏人机控制程序,pwm驱动程序,电机驱动程序,并画出软件流程框图。完成激光器的各项参数的采集。

8~10周(4月3日~4月24日)设计网络驱动程序,故障诊断程序,逐步完善arm的各项功能。并开始撰写论文

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4. 研究创新点

1. 简单快捷的人机界面,操作方便。参数清晰并且可以随时调整。

2.应用了小型的触摸屏,感觉新颖舒适。

3.使用先进的arm系统,放弃了以往使用的plc对激光加工进行控制。应用了嵌入式系统,调试方便,响应速度快。而且系统稳定性较好。

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